DOI: https://doi.org/10.20998/2078-9130.2018.33.151219

Алгоритм та програми для мінімізації температурних похибок волоконно-оптичних гіроскопів, встановлених на штучних супутниках землі

D. V. Breslavsky, S. O. Pashchenko, V. B. Uspensky

Анотація


Надано опис розроблених алгоритмів та програм, що застосовуються для калібрування волоконно-оптичних гіроскопів, які працюють в умовах теплозмін при русі літального апарату навколоземною орбітою. Наведено математичну постановку задачі нестаціонарної теплопровідності, яку розв’язано комбінацією методу скінченних елементів та різницевого методу інтегрування за часом. За допомогою розробленого програмного засобу визначено розподіл температур у корпусі супутника та безпосередньо у волоконно-оптичному гіроскопі у вигляді часової залежності. Знайдений розподіл дає змогу, по-перше, обґрунтувати вимоги до наземного калібрування гіроскопів для побудови відповідних компенсуючих моделей; по-друге, використовувати такі моделі в умовах невизначеності поточної температури гіроскопу за причин, скажімо, відмови термодатчику. Таким чином здійснюється мінімізація температурної похибки приладів під час їх функціонування у складі бортових систем орієнтації та навігації та підвищується їхня відмовостійкість.

Ключові слова


Алгоритм; програма; нестаціонарна теплопровідність; штучний супутник Землі; волоконно-оптичний гіроскоп; температурна модель похибок; калібрування

Повний текст:

PDF

Посилання


Chernenko V.D. Optomekhanika volokonnykh svetovodov [Optomechanics of optical fibers]. SPb, Politekhnika Publ., 2010, 291 p.

Mckenzie, N.Karafolas. Fiber optic sensing in space structures: the experience of the European Space Agency, Proc. SPIE 5855, 17th International Conference on Optical Fibre Sensors, 23 May 2005. 8 p.

Chen X, Shen C. Study on error calibration of fiber optic gyroscope under intense ambient temperature variation. Appl Opt. 2012 Jun 10;51(17): 3755-62.

Xiao T., Pan M.H., Zhu G.L. Temperature Drift Modeling and Compensating of Fiber Optic Gyroscope, Applied Mechanics and Materials, 2012, Vols. 220-223, pp. 1911-1916.

Meshkovskiy I.K., Miroshnichenko G.P., Rupasov A.V., Strigalev V.Ye., Sharkov I.A. Issledovaniye vliyaniya teplovykh vozdeystviy na rabotu volokonno-opticheskogo datchika uglovoy skorosti [Investigation of the influence of thermal effects on the operation of the fiber-optic sensor for angular velocity], XXI Mezhdunarodnaya konferentsiya po integrirovannym navigatsionnym sistemam, SPb, OJSC Kontsern "Elektropribor" Publ., 2014, 191-202 p.

Breslavskiy D.V., Uspenskiy V.B., Larin A.A. Dinamika poleta i upravleniye: 50 let v KhPI [Dynamics of flight and control: 50 years in KhPI], Kharkiv, NTU «KhPI» Publ., 2014, 488 p.

Uil'yams E. Parallel'noye programmirovaniye na C++ v deystvii. Praktika razrabotki mnogopotochnykh programm [Parallel Programming in C ++ in Action. The practice of developing multithreaded programs]. Moscow, DMK Press Publ., 2012, 673 p.

Kuznetsov YU.A., Oleynik S.V., Uspenskiy V.B., Khats'ko N.Ye. Issledovaniye temperaturnoy zavisimosti dreyfa FOG [Investigation of the temperature dependence of the FOG drift], Zaporízhzhya, Radioelektronika, informatyka upravlinnya, 2012, 152-156 p.

Breslavskyy D.V., Pashchenko S.O., Komp’yuterna prohrama "Finite Element Method Temperature" ("FEM Temperature") [Computer program "Finite Element Method Temperature" ("FEM Temperature")], Ukrayina, Zayavl. 13.05.16, № 67169, Opubl. 12.07.16., A. s. № 66556.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Черненко В.Д. Оптомеханика волоконных световодов / В.Д. Черненко. – СПб.: Политехника, 2010. – 291 с.

2. Mckenzie, N. Karafolas Fiber optic sensing in space structures: the experience of the European Space Agency, Proc. SPIE 5855 / Mckenzie, N. Karafolas // 17th International Conference on Optical Fibre Sensors, 23 May 2005. – 8 p.

3. Chen X. Study on error calibration of fiber optic gyroscope under intense ambient temperature variation / X. Chen, C. Shen //Appl Opt. – 2012 Jun 10. – Vol. 51 (17). – PP. 3755-62.

4. Xiao T. Temperature Drift Modeling and Compensating of Fiber Optic Gyroscope / T. Xiao, M.H. Pan, G.L. Zhu // Applied Mechanics and Materials. – 2012. – Vols. 220-223. – PP. 1911-1916.

5. Мешковский И.К. Исследование влияния тепловых воздействий на работу волоконно-оптического датчика угловой скорости / И.К. Мешковский, Г.П. Мирошниченко, А.В. Рупасов, В.Е. Стригалев, И.А. Шарков // XXI Междунар. конф. по интегрированным навигационным системам. – СПб.: ОАО "Концерн ЦНИИ Электроприбор", 2014. – С. 191-202.

6. Динамика полета и управление: 50 лет в ХПИ / Д.В. Бреславский, В.Б. Успенский, А.А. Ларин и др. Под общ. ред. Д.В.Бреславского. – Х.: НТУ «ХПИ», 2014. – 488 с.

7. А.с. № 66556. Україна. Комп’ютерна програма "Finite Element Method Temperature" ("FEM Temperature") / Д.В. Бреславський, С.О. Пащенко. – Заявл. 13.05.16, № 67169. – Опубл. 12.07.16.

8. Уильямс Э. Параллельное программирование на С++ в действии. Практика разработки многопоточных программ / Э. Уильямс // ДМК Пресс. – 2012. – 673 с.

9. Кузнецов Ю.А. Исследование температурной зависимости дрейфа ВОГ / Ю.А. Кузнецов, С.В. Олейник, В.Б. Успенский, Н.Е. Хацько // Радіоелектроніка, iнформатика, управління. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2012. – №2(27). – С. 152–156.